El antiguo Imperio Romano todavía hace sentir su presencia en toda Europa. Las casas de baños, los acueductos y los malecones construidos hace más de 2000 años siguen en pie, gracias a un tipo especial de hormigón que ha demostrado ser mucho más duradero que su homólogo moderno. Ahora, los investigadores dicen que han descubierto por qué el concreto romano sigue siendo tan resistente: la cal viva utilizada en la mezcla puede haberle dado al material propiedades de autorreparación.
El trabajo podría ayudar a los ingenieros a mejorar el desempeño del concreto moderno, dice Marie Jackson, una geóloga que estudia el concreto romano antiguo en la Universidad de Utah, pero que no participó en la investigación.
Los romanos no fueron los primeros en inventar el hormigón, pero fueron los primeros en emplearlo a gran escala. Hacia el año 200 a. C., se utilizó hormigón en la mayoría de sus proyectos de construcción. El hormigón romano consistía en una mezcla de un polvo blanco conocido como cal apagada, pequeñas partículas y fragmentos de roca llamados tefra expulsados por erupciones volcánicas y agua.
El concreto moderno, por el contrario, generalmente se fabrica con cemento Portland: una mezcla de piedra caliza, arcilla, arena, tiza y otros ingredientes que se muelen y se queman a temperaturas abrasadoras. También comienza a desmoronarse en tan solo 50 años.
Los científicos han tratado previamente de explicar por qué el hormigón romano es tan duradero. En 2017, por ejemplo, los investigadores descubrieron que, al menos para las estructuras expuestas al océano,el agua de mar reaccionó con los ingredientes del hormigóncreando minerales nuevos y más duros.
Pero, ¿había otras explicaciones? Para averiguarlo, Admir Masic, químico del Instituto de Tecnología de Massachusetts, y sus colegas recolectaron muestras de hormigón de una antigua muralla de la ciudad de Privernum, un sitio arqueológico de 2000 años de antigüedad cerca de Roma. De vuelta en el laboratorio, se centraron en pequeños depósitos de calcio incrustados en el hormigón conocidos como grumos de cal.
Otros científicos habían especulado que estos pequeños trozos eran simplemente el resultado de que los romanos mezclaban mal el hormigón. Pero Masic y sus colegas se preguntaron si en cambio los causaron los romanos que usaban cal viva en su mezcla antes de fijarla con agua. El polvo blanco ampliamente disponible, hecho de piedra caliza quemada, habría reaccionado con agua durante la mezcla, provocando una reacción química que produjo cantidades significativas de calor. Esto habría impedido que la cal se disolviera por completo, dando como resultado grumos de cal.
Y, de hecho, cuando los investigadores intentaron hacer su propio concreto romano en el laboratorio con cal viva, terminaron con un material que era «idéntico» a las muestras que recolectaron de Privernum, dice Masic.
Cuando el equipo creó pequeñas grietas en el concreto, como sucedería a medida que el material envejece, y luego agregó agua (como sucedería con el agua de lluvia en el mundo real), los grumos de cal se disolvieron y recristalizaron, efectivamente. rellenando las grietas y manteniendo el concreto fuertelos investigadores informan hoy en Avances de la ciencia. “Esto tiene un impacto increíble”, dice Masic.
El concreto moderno generalmente no cura grietas de más de 0,2 o 0,3 milímetros de ancho. El hormigón de inspiración romana del equipo, por el contrario, curó grietas de hasta 0,6 milímetros de ancho.
Masic espera que el trabajo inspire a los ingenieros de hoy en día a mejorar su propio concreto, quizás con cal viva o un compuesto relacionado. De hecho, dice, una nueva empresa de concreto planea emplear el nuevo descubrimiento. El material no solo sería menos costoso que el concreto autorreparable actual, dice Masic, sino que también podría ayudar a combatir el cambio climático: la producción de cemento representa el 8% de las emisiones de gases de efecto invernadero.
“Los romanos tomaron decisiones extremadamente inteligentes basadas en excelentes observaciones empíricas”, dice Jackson. “Cuanto más podamos aprender de las tecnologías de construcción antiguas, mejor”.
